Question

如图是常见的一种电动自行车，使用前要先对车上的蓄电池充电．骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机

如图是常见的一种电动自行车，使用前要先对车上的蓄电池充电．骑行时，蓄电池对车上的电动机供电，电动机为车提供动力．下表是这种品牌电动自行车的一些主要技术参数． 最高车速 ≤30km/h 一次充电连续行驶里程 50km 蓄电池 36V/10Ah铅酸蓄电池 充电时间 8h 一次充电耗电量 0.6kW?h 电动机效率 80% 整车质量 40kg 最大骑行噪声 ≤62dB请回答：（1）技术参数表中“36V/10Ah”表示的物理意义是什么？（2）若质量是70kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.02倍，取g=10N/kg．求：行驶20min，电动机对自行车做的功和通过电动机线圈的电流．（3）若摩托车每行驶100km耗油2.5L，油价约5.1元/L，照明用电的电费约0.5元/kW?h，请通过计算说明使用电动自行车与摩托车哪种更经济．（4）请从环保角度，比较电动自行车与摩托车对环境的污染情况．（5）在交通运输中，常用“客运效率”来反映交通工具的某项效能，“客运效率”表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率=人数×路程/消耗能量．一个人骑电动自行车，消耗1MJ（106J）的能量可行驶30km，一辆载有4人的普通轿车，消耗320MJ的能量可行驶100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是多少？

Answer 1

（1）“36V/10Ah”中，说明蓄电池的供电电压为36V，蓄电池的容量为10Ah；
（2）∵电动自行车匀速行驶，
∴F=f=0.02G=0.02×（m₁+m₂）g=0.02×（70kg+40kg）×10N/kg=22N，
20min行走的路程：
s=vt=6m/s×20×60s=7200m；
电动机对自行车做的功：
W_有=Fs=22N×7200m=1.584×10⁵J，
电流做的总功：
W_总=

W有

η

=

1.584×105J

80%

=1.98×10⁵J，
通过线圈的电流：
I=

W总

Ut

=

1.98×105J

36V×20×60s

≈4.58A；
（3）电动车每行驶100km耗电的费用为2×0.6kW?h×0.5元/kW?h=0.6元，
摩托车每行驶100km耗油的费用为2.5L×5.1元/L=12.75元，
由此可知，每行驶100km的路程，电动自行车比摩托车的费用低很多，所以使用电动车更经济；
（4）摩托车工作时，要排放废气并产生噪声，对环境污染大；电动自行车工作时不排放尾气、噪声小，但目前市场上使用的大多数是铅酸蓄电池，使用一年就需更换，这种电池腐蚀后溢出的铅、酸性物质对土壤和人体健康危害很大；
（5）客运效率η=

人数×行驶路程

消耗能量

，
电动自行车的客运效率：
η₁=

1×30km

106J

，
轿车的客运效率：
η₂=

4×100km

3.2×108J

，
η₁：η₂=

1×30km

106J

：

4×100km

3.2×108J

=24：1．
答：（1）蓄电池的供电电压为36V，蓄电池的容量为10Ah；
（2）行驶20min，电动机对自行车做的功为1.584×10⁵J，通过电动机线圈的电流为4.58A；
（3）使用电动自行车更经济；
（4）摩托车工作时，要排放废气并产生噪声，对环境污染大；电动自行车工作时不排放尾气、噪声小，但目前市场上使用的大多数是铅酸蓄电池，使用一年就需更换，这种电池腐蚀后溢出的铅、酸性物质对土壤和人体健康危害很大；
（5）电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是24：1．